lämmönvaihtojärjestelmissä

Lämmönvaihtaja on laite, jonka tehtävä on siirtää lämpöä kahden nesteen tai kaasun välillä siten, että aineet pysyvät erillään. Sitä käytetään sekä lämmitys- että jäähdytysprosesseissa teollisuudessa, rakennusalalla sekä energiamurroksen ratkaisuissa, kuten kierrätyslämpöenergian hyödyntämisessä.

Toimintaperiaate perustuu lämpötilagradienttiin. Lämmin neste luovuttaa lämpöä lämpöä vastaanottavalle nesteelle pinnan kautta, ja lämpö siirtyy edelleen siihen nesteeseen ilman että virtaavat aineet sekoittuvat. Lämpösiirtopintojen pinta-ala, materiaalin hyvä lämmönjohtavuus sekä virtausten painehäviöt vaikuttavat sekä siirtokyvyn tehokkuuteen että käyttökustannuksiin. Laskennassa käytetään usein LMTD- tai UA-menetelmiä sekä huomioidaan virtausten lämpötilat ja virtaukset.

Yleisimmät tyypit ovat kuoriputkiset lämmönvaihtimet ja levylämmönvaihtimet. Kuoriputkisten laitteiden sisällä nesteet virtaavat erillisissä kanavissa kuoreen ja putkiin, mikä mahdollistaa suurten virtausten käsittelyn. Levylämpövaihtimissa nesteet virtaavat toistensa ohi pystys- tai vaakasuuntaisilla levyillä, mikä tarjoaa suuren pinta-alan pienessä tilassa. Myös kompaktit, additiiviset ja kiinnitettävät mallit ovat yleistyneet.

Sovellukset kattavat teolliset prosessit, kaukolämmön ja jäähdytyksen, rakennusten HVAC-järjestelmät sekä energian talteenoton. Tärkeimpiä valintakriteerejä ovat materiaalin yhteensopivuus nesteiden kanssa, korroosio, tukkeutumisen riskit, puhdistettavuus sekä paine- ja lämpötilavaatimukset.